Analisis Perbandingan Performa Protokol. pdf

(1)

Fakultas Ilmu Komputer

2825

Analisis Perbandingan Performa Protokol

Routing

OSPF, IGRP dan

EIGRP pada Topologi

Mesh

dan

Tree

Enggar Saka Dirgantara 1_{, Rakhmadhany Primananda} 2_{, Widhi Yahya}3

Program Studi Teknik Informatika, Fakultas Ilmu Komputer, Universitas Brawijaya Email: 1_{[email protected],}2_{[email protected],}3_{[email protected]}

Abstrak

Internet adalah sekumpulan Autonomous System (AS) yang saling terhubung. Autonomous system

terhubung dengan sekumpulan autonomous system lain dengan kebijakan routing yang berbeda. Setiap protokol routing memiliki karakter yang berbeda, maka dari itu perlu dilakukan penelitian menggunakan

routing protokol OSPF, IGRP dan EIGRP pada topologi mesh dan tree. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui protokol routing yang terbaik dalam masing-masing topologi, terutama dalam pengiriman data menggunakan protokol TCP dan UDP. Paket data yang dikirimkan mengunakan protokol TCP adalah HTTP dan protokol UDP adalah VoIP. Pengujian dilakukan dengan cara menyusun beberapa router menjadi topologi mesh dan tree, dengan jumlah router 16, 32 dan 64.Hasil simulasi menunjukan pada topologi mesh dan tree EIGRP memiliki waktu konvergensi tercepat dari protokol routing yang lain. OSPF sangat baik digunakan dengan topologi tree dibandingkan dengan protokol routing lain terutama EIGRP. EIGRP terjadi stuck in active dalam topologi tree, sehingga mempunyai kinerja yang kurang baik. EIGRP mempunyai kinerja yang paling baik dalam topologi mesh dibandingkan protokol

routing lain. Tetapi jika topologi mesh tersebut dikoneksikan dengan beberapa jenis link berbeda akan terjadi bottle neck yang lebih besar dari protokol routing lainnya

Kata kunci:Protokol routing, VoIP, HTTP, mesh dan tree.

Abstract

The Internet is a set of interconnected Autonomous Systems (AS). Autonomous systems connect with other autonomous systems with different routing policies. Each routing protocol has a different character, need to do research using routing protocol OSPF, IGRP and EIGRP on mesh and tree topologi. This research is intended to find out the best routing protocol in each topologi. This research performs data transmission using TCP and UDP protocol. Data packets that like to use TCP protocol are HTTP and UDP protocol is VoIP. Testing is done by way of several routers into mesh and tree topologi, with the number of routers 16, 32 and 64.The simulation shows on the mesh topologi and topologi tree, EIGRP has the fastest convergence time of other routing protocols. OSPF is very well used in tree topologi compared to other routing protocols. EIGRP occurs stuck in active in the topologi tree, so it has poor performance. EIGRP has the best performance in mesh topologi compared to other routing protocols. But if the mesh topologi is connected with several different types of links there will be bottle neck, larger than other routing protocols.

Keywords: Routing protocol, VoIP, HTTP, mesh and tree

1. PENDAHULUAN

Internet atau interconnection networking

adalah sekumpulan Autonomous System (AS) yang saling terhubung menggunakan standar system global Transmission Control Protocol / Internet Protocol (TCP/IP) (Sofana,2012).

Autonomous system terdiri dari sekumpulan jaringan komputer yang memiliki IP Prefix yang terkoneksi dengan satu kebijakan routing yang

telah didefinisikan oleh administrator jaringan.

Autonomous system dalam jaringan internet dapat terhubung dengan beberapa autonomous system lain dengan kebijakan routing berbeda (Kurose,2013). Administrator Jaringan boleh mengatur kebijakan routingautonomous

system-nya, tanpa harus memiliki perjanjian dengan

administrator jaringan yang lain.

(2)

menghasilkan rute terpendek untuk mengirimkan paket data ke tujuan. Protokol

routing dibagi menjadi dua yaitu interior routing protocol dan exterior routing protocol. Interior routing protocol adalah protokol routing yang digunakan didalam autonomous system. Contoh

interior routing protocol adalah RIP, OSPF, IGRP dan EIGRP. Sedangkan untuk exterior routing protocol adalah protokol routing yang digunakan untuk menyambungkan antar

autonomous system. Contoh dari exterior routing protocol adalah EGP, BGP dan CSPF (Medhi,2007).

Selain protokol routing, di dalam suatu

autonomous system juga terdapat topologi jaringan. Topologi adalah konsep untuk menghubungkan beberapa komponen jaringan komputer menjadi suatu jaringan yang saling terkoneksi. Contoh dari topologi jaringan adalah

ring, bus, star, tree dan mesh. Topologi tree

adalah gabungan dari beberapa topologi star

yang dihubungkan dengan topologi bus.

Topologi mesh dapat diartikan dengan hubungan

point-to-point ke setiap node. Topologi mesh

baik digunakan pada daerah kritis, sehingga jika salah satu link putus ada rute alternatif melalui

link lain (Sofana,2013).

Setiap protokol routing dan topologi memiliki karakter yang berbeda, maka dari itu perlu dilakukan penelitian menggunakan routing protocol OSPF, IGRP dan EIGRP pada topologi

mesh dan tree. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui protokol routing yang terbaik dalam masing-masing topologi, terutama dalam pengiriman data menggunakan protokol TCP dan UDP. Salah satu paket data yang dikirimkan mengunakan protokol TCP adalah HTTP dan protokol UDP adalah VoIP. Pengujian dilakukan dengan cara menyusun beberapa router menjadi topologi mesh dan tree, dengan jumlah router 16, 32 dan 64 pada simulator OPNET 14.5. Perbedaan jumlah node dilakukan agar hasil dari perbandingan tersebut terlihat jelas perbedaan kinerjanya

Dalam penelitian ini penulis membatasi area penelitian hanya sebatas dua topologi berbentuk topologi mesh dan tree pada satu

autonomous system, dengan pengujian QoS pada VoIP dan HTTP dalam simulator OPNET 14.5.

2. DASAR TEORI

2.1 Routing Protocol

Routing protocol adalah suatu perjanjian

atau aturan agar router pada suatu jaringan dapat berkomunikasi atau bertukar data pada suatu jaringan (Abdulkadhim,2015). Routing protocol

ini memungkinkan router secara dinamis memilih jalur terpendek yang mereka lalui agar memperoleh optimal cost yang efektif. Secara umum ada tiga metode yang digunakan oleh protokol routing yaitu (Sofana,2012) :

 Link State Protocol

Disebut link state karena protokol ini menggunakan informasi dari router-router lain, protokol ini menggunakan algoritma

Djikstra. Sebagai contohnya OSPF dan IS-IS .

 Distance Vector Protocol

Pada Distance Vector Protocol karena penentuan routing didasarkan jarak terdekat dari router-router lain dengan perhitungan hop, protokol ini menggunakan algoritma

Belman-Ford. Contoh dari protokol ini adalah IGRP, RIP dan BGP.

 Hybrid

Protokol ini mengembangkan algoritma dari protokol Link State dan Distance Vector. Sebagai contoh nya adalah EIGRP.

2.2 Voice over Internet Protocol (VoIP)

Voice over Internet Protocol adalah teknologi yang memiliki kemampuan melakukan pertukaran data suara secara interaktif melalui internet. Data suara diubah ke bentuk digital menggunakan kompresi audio, kemudian dibungkus dalam paket lalu dikirim melalui jaringan berbasis IP menggunakan udp (Kurose,2013. Voice adalah parameter uji yang mudah terjadi loss. Performa voice juga ditentukan dari link yang digunakan, oleh karena itu penelitian disini menggunakan link yang berbeda beda.

Sebuah audio yang baik akan mengambil bandwidth sekitar 64Kbps tanpa di kompresi. Kita dapat menghemat sebuah kanal suara menjadi 6Kbps (half-duplex) dengan adanya teknik kompresi. G.711 adalah standar Internasional untuk kompresi audio dengan menggunakan teknik Pulse Code Modulation

(PCM) dalam pengiriman suara(Iskandar,2003).

2.3 Web dan HTTP

(3)

1945] dan [RFC 2632]. HTTP diimplementasikan dalam dua program, program

client dan program server. Program client dan program server dijalankan pada sistem akhir yang berbeda, saling berkomunikasi dengan bertukar pesan HTTP. HTTP mendefinisikan bagaimana client web meminta halaman web dari server web dan bagaimana server mentransfer halaman web ke client

(Kurose,2013).

3. PERANCANGAN

3.1 Perancangan Topologi

A. Topologi mesh dengan 16 router.

Gambar 1 Topologi mesh dengan 16 router

Topologi jaringan mesh dengan 16 router disimulasikan mengunakan protokol routing

OSPF, IGRP dan EIGRP. Dalam topologi ini disertai failure recovery untuk memutus beberapa link dan menyambungkan kembali.

B. Topologi tree dengan 16 router

Gambar 2 Topologi tree dengan 16 router

Topologi jaringan tree dengan 16 router akan disimulasikan menggunakan protokol

routing OSPF, IGRP dan EIGRP. Dalam topologi ini disertai failure recovery untuk memutus beberapa link dan menyambungkan kembali.

C. Topologi mesh dengan 32 router

Topologi jaringan mesh dengan 32 router disimulasikan menggunakan protokol routing

D. Topologi tree dengan 32 router

Topologi jaringan tree dengan 32 router disimulasikan menggunakan protokol routing

E. Topologi mesh dengan 64 router

Topologi jaringan mesh dengan 64 router disimulasikan menggunakan protokol routing

(4)

F. Topologi tree dengan 64 router

Topologi jaringan tree dengan 64 router disimulasikan menggunakan protokol routing

3.2 Perancangan Simulasi

Perancangan simulasi digunakan untuk merencanakan tahapan yang akan digunakan dalam melakukan simulasi. Perancangan membuat simulasi dapat fokus sesuai dengan tujuan penelitian yang telah ditentukan dan memperoleh hasil yang maksimal. Dalam penelitian ini simulasi dibagi menjadi 5 skenario yaitu:

 Skenario satu. Simulasi dengan memperhatikan jumlah node sebagai pembanding untuk menganalisis bagaimana kinerja protokol routing berdasarkan perbedaan jumlah node.

 Skenario dua. Simulasi dengan memperhatikan perbedaan topologi yaitu topologi mesh dan tree.

 Skenario tiga. Simulasi dengan menggunakan link yang berbeda yaitu PPP DS1, PPP DS3 dan 100BaseT. Hal ini dilakukan agar setiap protokol routing

memliki perhitungan metrik yang berbeda dalam setiap link, sehingga dari perhitungan tersebut dapat terpilih jalur yang tercepat.  Skenario empat. Memasang VoIP PCM

dan Web untuk pengujian Quality of Service seperti delay, waktu konvergensi,

page response time dan packetloss.

 Skenario lima. Melakukan failurerecovery

pada masing masing topologi. Hal ini dilakukan untuk melihat waktu konvergensi yang dapat dilakukan oleh protokol routing

jika link nya diputus dan disambung kembali. Pemilihan link berdasarkan link

yang berpengaruh untuk parameter QoS

Tabel 1. Failure recovery untuk topologi tree dengan 16 router

Tabel 2. Failure recovery untuk topologi mesh dengan 16 router

Tabel 3. Failure recovery untuk topologi tree dengan 32 router

(5)

R7-R15 520 failure

R7-R15 720 recovery

R18-R7 600 failure

R18-R7 800 recovery

Tabel 5. Failure recovery untuk topologi tree dengan 64 router

Tabel 6. Failure recovery untuk topologi mesh dengan 64 router

4. HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil dan Perbandingan Convergence Duration

Gambar 7. Grafik perbandingan convergence duration pada topologi mesh

Grafik pada gambar 7 menampilkan data waktu konvergensi pada topologi mesh dengan jumlah router 16, 32 dan 64. Dari data tersebut dapat kita simpulkan bahwa waktu konvergensi tercepat adalah protokol routing EIGRP dengan rentang waktu 1,8 hingga 2,2 detik. Algoritma DUAL yang dimiliki EIGRP menggunakan memori dan bandwith lebih sedikit dari protokol

routing lainnya untuk konvergensi. Hal ini membuat waktu konvergensi EIGRP selalu lebih kecil dari semua protokol lain.

Selain karena penggunaan bandwith yang lebih sedikit, kemampuan unequal load balancing juga membuat aktifitas konvergensi lebih cepat di topologi mesh. Ketika salah satu link mengalami kegagalan atau fail maka EIGRP tidak perlu mencari feasible successor pada topologi. EIGRP akan menggunakan link alternatif yang telah diketahui di topology table,

sehingga waktu konvergensi berlangsung lebih cepat.

Gambar 8. Grafik perbandingan convergence duration pada topologi mesh

Pada gambar 8 menampilkan data waktu konvergensi pada topologi tree dengan jumlah router 16, 32 dan 64. Dari data tersebut dapat kita simpulkan bahwa waktu konvergensi tercepat ada pada protokol routing EIGRP dengan rentang waktu 1,8 hingga 2,2 detik. Waktu konvergensi dipengaruhi oleh banyak node, algoritma protokol routing dan posisi link yang putus dalam topologi. Algoritma DUAL yang dimiliki EIGRP menggunakan memori dan bandwith lebih sedikit dari protokol routing

lainnya untuk konvergensi. Hal ini membuat waktu konvergensi EIGRP selalu lebih cepat

0

Convergence duration pada mesh

Mesh 16 router Mesh 32 router

0

Convergence duration pada tree

Tree 16 router Tree 32 router

(6)

dari semua protokol lain.

4.2 Hasil dan Perbandingan Delay pada Voip

Gambar 9. Delay pada topologi mesh

Pada gambar 9 memperlihatkan bahwa pendengar yaitu kurang dari 150 ms. Di topologi

mesh dengan 64 router semua protokol routing

melewati ambang batas delay yang bisa diterima oleh pedengar. EIGRP memiliki nilai delay yang paling besar di topologi mesh dengan 64 router.

EIGRP memiliki fitur unequal load balancing yang memungkinkan menggunakan jalur lain untuk pengiriman data. Hal ini menyebabkan kemungkinan terjadi bottle neck

lebih besar, sehingga delay menjadi lebih besar.

Gambar 10. Delay pada topologi tree

Pada gambar 10 terlihat bahwa pada topologi tree 16 router EIGRP memiliki nilai

delay paling kecil. Nilai delay di topologi tree

dengan 16 router masih dalam ambang batas

pendengar yaitu kurang dari 150 ms dan tidak berbeda secara signifikan antar protokol routing. Ketika simulasi pada topologi mesh dengan 64 router semua protokol routing melewati ambang batas delay untuk pedengar. Bertambahnya suatu node pada suatu jaringan menyebabkan proses transmisi data juga semakin besar sehingga

delay yang dihasilkan pun semakin besar.

Pada topologi tree EIGRP tidak bisa melakukan fitur unequal load balancing. Hal ini karena pada topologi tree EIGRP tidak bisa menemukan jalur alternatif. Sehingga kemungkinan terjadi bottle neck pada EIGRP lebih kecil.

4.3 Perbandingan Packet Loss pada VoIP

Gambar 11. Packet loss pada VoIP di topologi mesh

Pengiriman data voice bersifat delay sensitive dan loss tolerant serta dikrim menggunakan protokol UDP. Hal ini menyebabkan paket data voice rentan sekali terjadi loss. Pada grafik gambar 11 menunjukan bahwa pada topologi mesh 16 dan 32 router EIGRP memiliki nilai packet loss paling sedikit dari protokol routing yang lain. Protokol EIGRP dalam topologi ini memiliki nilai yang sangat besar. Hal ini terjadi karena EIGRP terjadi bottle neck yang lebih besar.

Delay pada topologi mesh

mesh 16 router mesh 32 router mesh 64 router

0

Delaypada topologi tree

Tree 16 router Tree 32 router Tree 64 router

0,00%

Packet loss pada VoIP di topologi mesh

(7)

Gambar 12. Packet loss pada VoIP di topologi tree

Pada grafik gambar 12 menunjukan bahwa pada topologi tree 16 router IGRP memiliki nilai

packet loss paling sedikit dari protokol routing

yang lain. Di topologi tree dengan 32 dan 64 router OSPF memiliki packet loss paling sedikit dari protokol routing yang lain. Dalam topologi

tree EIGRP mengalami stuck in active. Stuck in active adalah pengiriman query secara berulang untuk mencari feasible successor Pengulangan ini dapat menggangu pengiriman data, sehingga menyebabkan packet loss yang besar pada EIGRP.

4.4 Perbandingan Page Response Time

Gambar 13. Page response time topologi mesh

Pada gambar 13 bisa dilihat pada topologi

mesh dengan 16 router dan 32 router perbedaan

page response time tidak terlalu signifikan dan masih dibawah 1 detik. Ketika topologi dengan 64 router, EIGRP memiliki angka yang lebih buruk dari protokol routing lainnya. EIGRP memiliki fitur unequal load balancing yang memungkinkan menggunakan jalur lain untuk pengiriman data. Hal ini menyebabkan kemungkinan terjadi bottle neck lebih besar. Sehingga kemungkinan page response time yang

lebih lambat bisa terjadi.

Gambar 14. Page response time topologi tree

Pada gambar 14 bisa dilihat EIGRP memiliki page response time paling cepat diantara protokol routing yang lain. Nilai page response time EIGRP di topologi tree

menunjukan perbedaan yang signifikan terutama dalam topologi dengan 64 router. Perbedaan

page response time terjadi karena kecepatan waktu konvergensi pada protokol routing.

EIGRP selalu memiliki kecepatan waktu konvergensi yang paling cepat dibandingkan dengan protokol routing yang lain, sehingga

page response time-nya lebih cepat. Sedangkan IGRP memiliki waktu konvergensi yang lambat. Lambatnya waktu konvergensi yang dilakukan membuat page response time juga menjadi lebih lambat dari protokol routing yang lain.

4.5 Perbandingan Packet Loss HTTP

Gambar 15. Packet loss HTTP topologi mesh

Packet loss HTTP tidak terlalu besar seperti pada packet loss VoIP. HTTP dikirim menggunakan protokol TCP yang bersifat

reliable, sedangkan VoIP dikirim dengan protokol UDP yang bersifat unreliable.

0,00%

Packet loss pada VoIP di topologi tree

16 router 32 router 64 router

0

Page Response Time topologi mesh

mesh 16 router mesh 32 router mesh 64 router

0

Page response time topologitree

tree 16 router tree 32 router tree 64 router

0,00%

Packet loss HTTP topologimesh

mesh 16 router mesh 32 router

(8)

Pengiriman data menggunakan TCP dapat meminimalisir terjadi nya paket loss karena bersifat reliable. Pada gambar 15 semua protokol routing memiliki perbedaan loss yang tidak terlalu tinggi pada topologi dengan 16 dan 32 router. Nilai pada topologi dengan 16 dan 32 router masih berada dalam nilai dibawah 1 %. Tetapi saat menggunakan topologi mesh dengan 64 router nilai loss menjadi tinggi. Di topologi dengan 64 router nilai OSPF lebih baik dari protokol routing yang lain. EIGRP dan IGRP memiliki nilai yang besar dari protokol routing

yang lain. IGRP memiliki waktu konvergensi yang sangat lama, sehingga menyebabkan packet loss menjadi lebih besar. Sedangkan pada EIGRP terjadi bottle neck yang lebih banyak sehingga packetloss-pun lebih besar.

Gambar 16. Packet loss HTTP topologi tree

Pada gambar16 menunjukan bahwa pada topologi dengan 16 router perbedaan loss tidak terlalu signifikan, yaitu masih dalam range kurang dari 1%, Pada topologi dengan 32 router EIGRP memiliki loss paling tinggi dari protokol

routing lain yang masih dibawah range 1%. Pada topologi dengan 64 router protokol routing

OSPF dan EIGRP memiliki range nilai yang lebih baik walaupun loss lebih dari 1%.

Dalam topologi tree dengan 64 router IGRP memiliki nnilai packet loss yang lebih besar dari protokol routing lain. Besarnya packet loss pada IGRP disebabkan waktu konvergensi yang lebih lama dari yang lain. Sedangkan besarnya packet loss EIGRP yang lebih besar dalam topologi tree

32 router karena stuck in active. Stuck in active

terjadi ketika EIGRP tidak memiliki feasible successor. Untuk mencari feasible successor.

EIGRP mengirim query ke semua rute secara berulang-ulang, pengulangan pengiriman query

inilah yang disebut stuck in active. Pengulangan ini dapat menggangu pengiriman data, sehingga

menyebabkan packet loss yang besar pada EIGRP.

5. KESIMPULAN

Pada topologi mesh dan tree EIGRP memiliki waktu konvergensi yang paling cepat dari protokol routing yang lain. OSPF sangat baik digunakan dalam topologi tree

dibandingkan dengan protokol routing lain terutama EIGRP.

Pada pengiriman data VoIP dan HTTP dengan topologi mesh, EIGRP memiliki kinerja pengiriman data yang lebih baik dari protokol

routing lain. Tetapi ketika topologi mesh mempunyai node berskala besar dengan link

berbeda, akan terjadi bottle neck yang lebih besar dan memperburuk pengiriman data. OSPF lebih baik dalam pengiriman data di topologi

tree dibandingkan dengan protokol routing yang lain.

Pada topologi mesh dan tree dengan 16 router EIGRP bekerja paling baik dari protokol routing lain. EIGRP memiliki waktu konvergensi yang tercepat, sehingga bekerja paling efisien pada topologi dengan 16 router. EIGRP mulai terlihat bermasalah pada topologi

mesh dan tree dengan 32 router. Hal ini karena pada topologi mesh menggunakan link yang berbeda-bedadan terjadi bottle neck. EIGRP mulai mengalami stuck in active yang besar dari topologi tree 32 router. OSPF memiliki kinerja yang lebih efisien untuk semua topologi dengan jumlah node yang besar.

6. DAFTAR PUSTAKA

Abdulkadhim, M. (2015). Routing Protocols Convergence Activity and Protocols Related Traffic Simulation With It's Impact on the Network. Nahrain University.

Balchunas, A. (2012). IGRP. Dipetik January 5, 2017, dari http://www.routeralley.com Kalamani, P. (2014). Comparison of RIP,

EIGRP, OSPF, IGRP Routing Protocols in Wireless Local Area Network (WLAN) by using OPNET Simulator tool - A Practical Approach.

Bangalore, India: IOSR Journal of Computer Engineering .

Kurose, J. F. (2013). A Top-Down Approach

(SIXTH EDITION ed.). boston: Pearson Education.

Packet loss HTTP topologitree

(9)

M.Iskandarsyah. (2003). Dasar Dasar Jaringan VoIP. Dipetik January 5, 2017, dari IlmuKomputer.Com

Medhi, D. (2007). Network Routing Algorithms, Protocols, and Architectures.

Amsterdam: Elsevier.

Russell, T. (2008). THE IP MULTIMEDIA SUBSYSTEM. New York: Mc Graw Hill.

Sofana, I. (2012). Cisco CCNA dan Jaringan Komputer. Bandung: Informatika. Sofana, I. (2012). Cisco CCNP dan Jaringan

Komputer. Bandung: Informatika. Sofana, I. (2013). Membangun Jaringan